Aertia - Aphelion

Aphelion™ es un software para el procesamiento y análisis de imágenes que permite el desarrollo rápido de prototipos, la implementación de nuevas técnicas de tratamiento, la enseñanza de cursos de visión por ordenador/computador y la realización de aplicaciones dedicadas en sistemas especializados. El software es compatible con las versiones de Windows XP (Home y Professional), y además con Windows NT, 2000 y Me. Aphelion ofrece los más recientes desarrollos en morfología matemática de la "Ecole des Mines de Paris" y herramientas innovadoras para el reconocimiento de formas, la clasificación e interpretación de imágenes, así como módulos opcionales para el desarrollo de aplicaciones específicas en dominios diversos relacionados con el tratamiento de imágenes.

Aphelion incluye más de 450 funciones de procesamiento y análisis de imágenes accesibles, ya sea desde la interfaz de usuario, o desde un programa autónomo escrito en Visual Basic, C++ o Delphi. La interfaz gráfica ofrece la posibilidad de visualizar varias imágenes al mismo tiempo, correspondientes a imágenes adquiridas por una cámara o capturador digital externo, imágenes en curso de tratamiento, así como curvas de tipo histograma o perfil, tablas que contienen mediciones de las imágenes, código de programación o comandos "macro" compatibles con Visual Basic y documentación en línea.

El módulo base de Aphelion™ (APH-CORE) soporta imágenes bidimensionales de cualquier tamaño con profundidades de 1 a 32 bits, imágenes a color e imágenes 3D.

La interfaz de usuario permite visualizar simultáneamente imágenes, curvas y medidas, lo cual facilita enormemente el desarrollo de prototipos y la validación de algoritmos. Todas las funciones base de Aphelion™ están disponibles bajo la forma de componentes ActiveX y de DLLs, permitiendo a los usuarios e integradores de sistemas escoger solo los componentes útiles, y así reducir el costo y la complejidad de la aplicación final. Gracias a Aphelion™ los integradores de sistemas pueden ahora focalizarse en sus áreas de competencia, y confiar a Aphelion™ la adquisición, visualización, tratamiento y cuantificación de las imágenes.

Una serie de módulos complementarios están también disponibles. Permiten, por ejemplo, clasificar imágenes según técnicas estadísticas multivariables, reconstruir mosaicos de imágenes, controlar platinas motorizadas de microscopios, tratar y visualizar imágenes 3D, eliminar ruidos blancos en imágenes, etc.

Características principales

Visualización de imágenes en la interfaz gráfica
La interfaz gráfica de Aphelion™ permite visualizar simultáneamente varias imágenes. El ejemplo siguiente ilustra la visualización simultánea de cuatro imágenes y una ampliación (zoom) realizada sobre todas ellas al mismo tiempo. Las imágenes pueden ser visualizadas en tamaño real o respetando el ajuste X/Y. Dispone de herramientas eficaces que permiten controlar el contexto de la visualización y las tablas de colores (LUT). Todas estas funcionalidades están igualmente disponibles en un solo componente ActiveX / .Net, llamado ApxImageDisplay.

Paso de mensajes entre las imágenes y las gráficas
El siguiente ejemplo muestra que es posible visualizar simultáneamente imágenes y curvas, e igualmente, pasar mensajes entre las diferentes ventanas; en este caso, la selección de dos secciones en el histograma, identificadas con colores amarillo y morado, muestra los píxeles correspondientes en la imagen asociada. En la curva siguiente, una sección es definida con la ayuda del ratón sobre un perfil de intensidades, la localización de los píxeles asociados aparece entonces indicada en la imagen original.

Paso de mensajes entre imágenes, graficas y ObjectSets
El paso de mensajes es una característica única de Aphelion™. El hecho de pulsar el ratón (clic) sobre una ventana-imagen inicializa un mensaje que es enviado a la otra ventana, quien interpreta el mensaje y actúa en consecuencia si la acción solicitada es válida. El ejemplo dado a continuación, muestra cómo pasar varios mensajes entre una imagen, un histograma y una tabla de datos en la cual aparecen indicados los valores de los atributos de los objetos. El objeto seleccionado aparece en rojo en las tres imágenes, la línea correspondiente se resalta en la tabla, y la barra en el histograma aparece en un color diferente. El paso de mensajes podría igualmente haberse iniciado pulsando el ratón en la tabla de medidas. Las posibilidades que ofrece el paso de mensajes son extremadamente importantes y variadas, permitiendo al usuario tener un control total sobre los datos suministrados por el software. Gracias a esta característica de paso de mensajes, usted entra directamente en el mundo de la interpretación de imágenes (Image Understanding).

Poderoso conjunto de herramientas gráficas
El tratamiento de imágenes requiere algunas veces que el usuario interactúe manualmente con las imágenes. El software incluye un conjunto de herramientas graficas muy poderosas, que ofrecen al usuario la posibilidad de dibujar objetos gráficos sobre una imagen dada (overlays). Estos objetos pueden ser borrados sin afectar la imagen original, o igualmente, pueden ser luego fusionados a la imagen. El diseño a mano alzada es también posible, permitiendo contornear objetos de interés y extraer rápidamente medidas de estos objetos definidos manualmente.

Ayuda en línea y demostraciones multimedia
La documentación de Aphelion™ es extremadamente completa y detallada. Comprende un manual de utilización describiendo cada objeto de la interfaz (botones, menús, iconos, etc.), una guía del lenguaje de macro-comandos explicando como registrar, programar y ejecutar macros de Aphelion™ y una guía de referencia de las funciones de tratamiento, describiendo en detalle cada función, con las imágenes, ejemplos de programación y referencias bibliográficas. Finalmente, un manual de programación explica cómo desarrollar aplicaciones en Visual C++, o cómo agregar nuevos operadores a la interfaz de usuario. Además, se incluyen numerosos ejemplos de programación listos para ser ejecutados en el CD de instalación.

Lenguaje de macro-comandos compatible con Visual Basic
El software Aphelion™ incluye un lenguaje de macro-comandos compatible con Visual Basic. Todos los operadores de tratamiento de imágenes han sido incluidos al lenguaje de base, preservando funciones originales como el editor de cuadros de diálogo, menús desplegables, botones y otros objetos característicos de Visual Basic. Dispone, asimismo, de herramientas de depuración (debugger) con solo unos "clics" de ratón.

Múltiples regiones de interés
Aphelion™ soporta la definición de múltiples regiones de interés, de formas regulares o irregulares. El procesado puede ser realizado sobre el interior de una de ellas o sobre todas las regiones de interés. Esta funcionalidad única es extremadamente útil en el marco de aplicaciones para el control de calidad. Además, los objetos obtenidos tras una segmentación pueden ser convertidos en una o varias regiones de interés.

Arquitectura

Interfaz gráfica de usuario
La interfaz gráfica de Aphelion™ permite al usuario:

Base de datos simbólica
La teoría de la interpretación de imágenes permite al usuario concebir una imagen como una colección de objetos en lugar de como una colección de píxeles. Estos objetos pueden ser partículas, conjuntos de bordes, polígonos, segmentos, etc. Esta conversión en objetos permite reducir de manera significativa el tiempo de procesamiento, y facilita la fase de reconocimiento e interpretación. Una serie de atributos, tales como la superficie, el perímetro, las dimensiones (largo y ancho), los diámetros de Feret, la dirección principal, la intensidad luminosa etc., son calculados por cada objeto. Los objetos y sus atributos asociados se registran en una base de datos simbólica que puede ser visualizada en una tabla 2D. Esta base de datos permite al usuario seleccionar, clasificar, reagrupar y filtrar objetos según distintos criterios como el tamaño, la forma, etc. Cada medida puede ser calculada usando unidades de calibración definidas por el usuario.

Servidor gráfico
El servidor gráfico de Aphelion™ permite al usuario visualizar vistas 2D o 3D de las curvas de datos. La asignación dinámica de colores a las curvas, implementada por Aphelion™, facilita significativamente el paso de mensajes. Los vínculos virtuales, establecidos entre las imágenes y las gráficas correspondientes, permiten actualizar en tiempo real las curvas en función de los datos específicos de la imagen. Igualmente, los usuarios pueden modificar las propiedades de las curvas visualizadas a fin de adaptarlas a las condiciones de la aplicación desarrollada.

Herramientas de visualización
Aphelion™ pone a la disposición de sus usuarios un conjunto de herramientas de visualización muy eficientes. Estas herramientas soportan la adquisición de imágenes que provienen de una cámara o de un scanner, la lectura de imágenes desde el disco duro o la red y la visualización de imágenes en curso de tratamiento. Igualmente, es posible controlar la paleta de colores, el contexto de visualización, el aspecto de los píxeles, así como la visualzación de objetos gráficos sobre las imágenes en un plano no destructivo. Una lupa interactiva permite agrandar los píxeles, conservando el tamaño original de los objetos gráficos, lo que supone realizar visualizaciones sub-píxel. La interfaz multi-documentos permite igualmente el paso de mensajes entre dos o mas imágenes o entre una imagen y el objeto gráfico asociado (curva de intensidad, histograma, etc.). La librería de visualización de Aphelion™ está disponible bajo la forma de componentes ActiveX o .Net, permitiendo una utilización muy simple en el momento del desarrollo de una aplicación que requiera la visualización de imágenes.

Formatos de imágenes soportados
Aphelion™ soporta formatos de imágenes TIFF, BMP, JPEG, KBVision™ y "Raw Data". Los formatos internos incluyen imágenes de 1, 8, 16 y 32 bits para imágenes de tipo entero, y de 32 bits para imágenes de tipo flotante (monocromáticas y color). Las secuencias de imágenes, las imágenes 2D y 3D, así como las imágenes de alta resolución son igualmente soportadas.

Programación
A fin de responder a las necesidades particulares de los distintos tipos de usuarios, Aphelion™ soporta diferentes niveles de programación interactiva, tales como:

Macro-comandos
Gracias Aphelion™ ya no es necesario el aprendizaje de lenguajes de macro complejos y específicos de un producto determinado. En efecto, el software incluye un lenguaje de macros compatible con Visual Basic. Cada operador de tratamiento está disponible en el lenguaje macro, así como objetos visuales clásicos, como las cajas de dialogo y ventanas de control. También dispone de un intérprete, un depurador y utilidades para el registro automático de comandos.

Exportar medidas/cómputos
Todas las medidas, globales e individuales, calculadas con Aphelion™ pueden ser exportadas directamente a Microsoft Excel, o cualquier otro software similar compatible con Windows. Los usuarios pueden exportar una colección completa de objetos con los atributos asociados, o una selección específica de columnas, líneas o celdas de una tabla de medidas. Para estudios más detallados, los histogramas pueden igualmente ser exportados hacia aplicaciones de procesamiento como Excel. Asimismo, se pueden aprovechar las herramientas avanzadas de Aphelion™ para efectuar cómputos estadísticos y visualizacion de datos, o bien exportarlos hacia programas externos para el análisis de datos como Microsoft Excel o Access.

Soporte en tiempo real
La mayoría de los operadores de tipo punto a punto y transformaciones elementales de vecindad han sido implementados bajo la arquitectura MMX con el fin de mejorar de manera drástica el tiempo de ejecución de estos operadores. Por lo tanto, es posible esperar tiempos de cálculo inferiores a la cadencia del video. Esto permite, en la mayoría de los casos, liberarse de la utilización de tarjetas suplementarias de procesamiento para aplicaciones que requieran tratamiento de imágenes en tiempo real.

Adquisición de imágenes con una cámara
Aphelion™ puede utilizar tarjetas especializadas de adquisición y digitalización utilizando controladores específicos. Las imágenes provenientes de la cámara, monocromáticas o color, son visualizadas en la interfaz gráfica, con una velocidad de actualización cercana al tiempo real (la velocidad depende de la tarjeta utilizada). Es posible controlar la ganancia, el "offset" y otros parámetros físicos asociados a la tarjeta de adquisición. Existe un "kit" opcional de portabilidad disponible para tarjetas de adquisición no soportadas por el software.

Módulos opcionales
Aphelion™ puede ampliarse con un conjunto de módulos opcionales que permiten responder a requerimientos específicos. Por ejemplo, los usuarios de microscopios electrónicos podrán utilizar un módulo que permite controlar los motores paso a paso de una platina motorizada en las tres direcciones (X, Y y Z). El módulo Recognition Toolkit, desarrollado por "Recognition Science Inc.", ofrece herramientas de reconocimiento de formas basadas en el análisis de componentes principales y la clasificación de objetos según sus atributos. Por otra parte, VisionTutor™ permite aprender técnicas asociadas al tratamiento de imágenes a través de cursos interactivos que incluyen una parte teórica y trabajos prácticos bajo la forma de macro-comandos Aphelion™.

Aphelion

de Adcis

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